《懸崖邊的造物者:5萬(wàn)年的人類(lèi)科技創(chuàng)新如何重塑自然》,[美]貝絲·夏皮羅著,撖靜宜譯,中信出版集團(tuán)2023年1月出版,344頁(yè),69.00元
2013年冬天,我第一次聽(tīng)說(shuō)基因編輯技術(shù)CRISPR-Cas9。當(dāng)時(shí)我正在丹麥留學(xué),北歐的冬夜總是漫長(zhǎng)而寒冷,我度過(guò)漫漫長(zhǎng)夜的方法之一就是在周五晚上與朋友喝酒聊天。有一次,從英國(guó)來(lái)丹麥讀博不久的Song來(lái)我狹小的租屋里喝酒聊天。不甚明亮的燈光下,臉上掛著微醺表情的他用平緩但略帶興奮的語(yǔ)氣跟我說(shuō),“生物工程終于成為工程學(xué)意義上的工程學(xué)了。我們可以像工程師設(shè)計(jì)、建造橋梁那樣設(shè)計(jì)、建造生命了。我終于感覺(jué)到我研究的價(jià)值和意義了”。那時(shí)候,CRISPR-associated(Cas)雖然橫空出世才一年多,但迅速改變了分子生物學(xué)的生態(tài)地貌,成為分子生物學(xué)家和生物工程師最稱(chēng)手的工具。以CRISPR-associated(Cas)為代表的精準(zhǔn)基因編輯技術(shù)讓人類(lèi)擁有了造物主的能力:按照人類(lèi)的意愿來(lái)精準(zhǔn)設(shè)計(jì)、創(chuàng)造滿(mǎn)足特定目的、實(shí)現(xiàn)特定功能的生命。人,終究成了萬(wàn)物的“主宰”。但問(wèn)題在于,人是否應(yīng)當(dāng)扮演“造物主”的角色,任意干擾、改變生命的自然狀態(tài)?
曾獲麥克阿瑟天才獎(jiǎng)的美國(guó)演化分子生物學(xué)家貝絲·夏皮羅(Beth Shapiro)對(duì)此并不過(guò)度擔(dān)憂(yōu),因?yàn)槿祟?lèi)在五萬(wàn)年前就已經(jīng)在扮演“造物主”了。從那時(shí)起,人類(lèi)替代自然成為地球上生命演化最主要的塑造力量:人類(lèi)可以決定一個(gè)物種的存亡,加速生命演化的速度,操控眾多物種的演化方向。她的新書(shū)《懸崖邊的造物者:5萬(wàn)年的人類(lèi)科技創(chuàng)新如何重塑自然》詳細(xì)解釋、論證了這一觀點(diǎn),并用翔實(shí)、豐富的案例來(lái)說(shuō)明,擁有以基因編輯技術(shù)為代表的新工具的人類(lèi),在恰當(dāng)?shù)谋O(jiān)管下,完全可以為人類(lèi)自身和地球上的其他物種塑造更好的未來(lái)。
貝絲·夏皮羅(Beth Shapiro)
夏皮羅是從平平無(wú)奇的美洲野牛開(kāi)始她的研究工作的。相較于猛犸象、洞熊和恐鳥(niǎo)這些史前巨獸,抑或尼安德特人這個(gè)現(xiàn)代智人的近親,美洲野牛實(shí)在有些讓人提不起興趣。這也是她一開(kāi)始的想法,不過(guò)因?yàn)榭梢匀ノ鞑麃?,她還是接受了這個(gè)課題,開(kāi)始了古DNA的研究。古DNA研究通過(guò)對(duì)古生物化石遺存的DNA測(cè)序,幫助古生物學(xué)家更精確地定位一個(gè)古生物物種在生物演化中的位置,避免以往純粹從形態(tài)學(xué)角度進(jìn)行分類(lèi)可能產(chǎn)生的誤導(dǎo)。對(duì)野牛的古DNA研究也是她理解北美大陸巨型動(dòng)物群與人類(lèi)關(guān)系的獨(dú)特視角。她發(fā)現(xiàn),大概在三萬(wàn)五千年前,美洲野牛的生死存亡與人類(lèi)在美洲的活動(dòng)有著密不可分的關(guān)系。
當(dāng)人類(lèi)剛踏上北美大陸時(shí),對(duì)美洲野牛群造成了嚴(yán)重的沖擊。不過(guò),隨著猛犸和馬等巨型動(dòng)物群在全新世遭遇人類(lèi)后滅絕或?yàn)l臨滅絕,為野牛群空出來(lái)生態(tài)位,讓野牛群再次繁榮起來(lái)。同時(shí),野牛與善于聯(lián)合捕獵的人類(lèi)協(xié)同演化,體型變得更小,更擅長(zhǎng)逃跑。當(dāng)歐洲人帶來(lái)的病毒席卷大陸時(shí),隨著原住民滅頂之災(zāi)的降臨,野牛群的生存壓力降至最低,種群數(shù)量達(dá)到最大。不過(guò),這種繁盛并沒(méi)有持續(xù)多久。馬和槍的引入讓野牛群面臨前所未有的捕獵壓力,陷入瀕臨滅絕的困境。在瀕臨滅絕之際,人類(lèi)接管了原來(lái)自然演化主導(dǎo)的地方,決定了野牛群的演化路徑,讓野牛再次繁盛起來(lái)。人類(lèi)與野牛的關(guān)系是人類(lèi)與地球上其他物種關(guān)系的一個(gè)縮影:人類(lèi)是捕獵者,是馴化者,也可以成為管理者和保護(hù)者。夏皮羅在《懸崖邊的造物者》的第一部分表明,無(wú)論人類(lèi)是其中的哪一種角色,都會(huì)改變地球上群落的分布、其他物種演化的路徑和進(jìn)程,從而重塑自然。
人類(lèi)對(duì)自然最顯著的重塑是引起了“第六次大滅絕”。自然界中本來(lái)就存在正常的滅絕速率,但自人類(lèi)登上生物演化的舞臺(tái)上后,生物滅絕的速率大大提高,已是正常滅絕速率的二十倍。近期的滅絕事件已經(jīng)清晰地表明人類(lèi)應(yīng)該對(duì)眾多物種的滅絕負(fù)責(zé)。夏皮羅作為古生物學(xué)家想進(jìn)一步追問(wèn)的是,人類(lèi)是否應(yīng)該對(duì)人類(lèi)早期各大陸巨型動(dòng)物群的滅絕負(fù)責(zé)。人類(lèi)應(yīng)該對(duì)此負(fù)責(zé)的第一個(gè)證據(jù)是,各大陸上巨型動(dòng)物群的滅絕與人類(lèi)在該大陸的出現(xiàn)和擴(kuò)散在時(shí)間上高度重合。不過(guò),這只是一個(gè)現(xiàn)象。作為科學(xué)家,不應(yīng)該僅滿(mǎn)足于這樣現(xiàn)象上的關(guān)聯(lián)。因?yàn)閮蓚€(gè)事件在現(xiàn)象上看起來(lái)有關(guān)聯(lián),兩者之間存在因果關(guān)系只是一種可能,還可能只是巧合,或者兩者具有共同原因。夏皮羅仔細(xì)考察了澳大利亞、美洲大陸和新西蘭的巨型動(dòng)物群滅絕的原因,給出了獨(dú)立的證據(jù),有力地表明了對(duì)這些動(dòng)物的滅絕,人類(lèi)脫不了干系。人類(lèi)作為破壞者,阻斷了這些原本有更多演化可能的動(dòng)物的演化路徑。
夏皮羅認(rèn)為,定向馴化是人類(lèi)重塑自然的第二種方式。在沒(méi)有人類(lèi)的干擾中,生命是通過(guò)自然選擇自發(fā)演化,沒(méi)有特定的演化方向。然而,人類(lèi)的定向馴化改變了這一切。人類(lèi)選中的生命開(kāi)始有確定的演化方向,朝著人類(lèi)想要的方向演化:更溫順的馬、產(chǎn)更多奶的牛……人類(lèi)從捕獵者轉(zhuǎn)變成放牧者。在一代代人工選擇中,被馴化的動(dòng)物越來(lái)越滿(mǎn)足人類(lèi)的意愿。在定向馴化中,人類(lèi)與馴化的物種形成互利共生的關(guān)系?;ダ采谏锸澜缰胁⒉簧僖?jiàn),甚至存在與人類(lèi)種植、放牧很相似的關(guān)系:切葉蟻種植真菌、打理真菌花園來(lái)獲取穩(wěn)定的食物;黃毛蟻放牧蚜蟲(chóng),用自己的觸角撫摸蚜蟲(chóng),讓它們排出蜜露。不過(guò),夏皮羅點(diǎn)出了人類(lèi)定向馴化與其他互利共生關(guān)系的關(guān)鍵不同:人類(lèi)是按照自己的意愿定向馴化的,而其他物種之間的互利共生只是協(xié)同演化的結(jié)果,并不涉及意圖和目的。
前面兩種重塑自然的方式顯然是以人類(lèi)為中心。人類(lèi)為了自己生存的私利,導(dǎo)致巨型動(dòng)物群的滅絕,改變其他物種的演化路徑。然而,即便純粹為了人類(lèi)的私利,這兩種短視的方式對(duì)人類(lèi)長(zhǎng)遠(yuǎn)的生存和發(fā)展也并非好事。何況,人類(lèi)是可以反思的物種,人類(lèi)生存不應(yīng)該以其他物種的滅絕為代價(jià)。夏皮羅認(rèn)為,由此產(chǎn)生的人類(lèi)重塑自然的第三種方式是保護(hù)自然,保護(hù)其他物種。她介紹了兩種保護(hù)自然的進(jìn)路:一種是劃定自然保護(hù)區(qū),讓自然就是自然,避免人類(lèi)的過(guò)度干預(yù);另一種則是積極人為干預(yù),讓自然持續(xù)發(fā)展。第二種聽(tīng)起來(lái)有些悖謬,為了保護(hù)自然而干預(yù)自然。她舉了拯救美洲獅的例子來(lái)說(shuō)明。當(dāng)人們開(kāi)始保護(hù)美洲獅時(shí),雖然可以通過(guò)保護(hù)美洲獅來(lái)讓美洲獅的數(shù)量增加,但近親繁殖可能帶來(lái)各種遺傳疾病,反而加劇了種群滅絕的危險(xiǎn)。為此,生物學(xué)家積極推動(dòng)美洲獅的雜交,增加美洲獅基因的多樣性。實(shí)踐結(jié)果是好的,雜交后的美洲獅的先天性疾病和生理缺陷的發(fā)生率降低了,種群數(shù)量增長(zhǎng)超過(guò)了百分之五十。
在轉(zhuǎn)基因技術(shù)、合成生物學(xué)技術(shù)出現(xiàn)之前,人類(lèi)的確一直在重塑自然,但很大程度上是無(wú)意的,即便是定向馴化,過(guò)程也很緩慢,可能要花費(fèi)幾十年、上百年的時(shí)間來(lái)持續(xù)精心人工育種。新的生物技術(shù),尤其是精準(zhǔn)基因編輯技術(shù)的出現(xiàn),正如我的朋友Song所說(shuō)的,讓我們可以在工程學(xué)意義上設(shè)計(jì)、制造生命。夏皮羅在書(shū)的第二部分“可行之道”(The way it could be)討論了擁有這些先進(jìn)生物技術(shù)的我們能夠做什么,不能做什么,究竟如何使用這些技術(shù)來(lái)創(chuàng)造更美好的未來(lái)。
有了今天轉(zhuǎn)基因技術(shù)和基因編輯技術(shù),我們可以創(chuàng)造更溫順、更容易放牧、遷移和擠奶的無(wú)角荷斯坦牛、風(fēng)味更好又耐儲(chǔ)存的西紅柿、補(bǔ)充人體必需的元素從而可以挽救生命的大米、無(wú)需農(nóng)藥又抵御蟲(chóng)害的糧食作物、挽救瀕危動(dòng)物、處理太平洋垃圾的細(xì)菌,等等。然而,無(wú)論是轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品,還是2018年的基因編輯嬰兒事件,都陷入了巨大的爭(zhēng)論。普通公眾感覺(jué)到了最新生物技術(shù)的巨大不確定性以及由此帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。人們擔(dān)心,在資本的逐利本性中,“身懷利器,殺心四起”,嚴(yán)重威脅我們的切身安全和整個(gè)生命的未來(lái)。夏皮羅對(duì)這種“轉(zhuǎn)基因恐懼”并不贊同。她認(rèn)為,“心存善意,手握利器”,反而可以利用這些生物技術(shù)創(chuàng)造更符合人類(lèi)需求的生物產(chǎn)品、改善生態(tài)環(huán)境、挽救瀕危物種,從而有更好的未來(lái)。她確信生物技術(shù)可以給我們帶來(lái)更好的未來(lái),人類(lèi)自身想要的未來(lái)。因?yàn)樽匀贿x擇的演化的未來(lái)本身是內(nèi)在不確定的,但生物技術(shù)卻讓我們掌握了演化的力量,可以自己掌控演化的未來(lái)。
雖然夏皮羅的觀點(diǎn)聽(tīng)起來(lái)有些過(guò)于樂(lè)觀主義,忽略了生物技術(shù)本身的不確定和風(fēng)險(xiǎn)性,但她的觀點(diǎn)并非空穴來(lái)風(fēng),而是基于具體的理論和現(xiàn)實(shí)的案例。人們對(duì)不了解、不熟悉的事物總會(huì)感覺(jué)恐懼。她嘗試從理論上表明,除了加快了演化的速度和精確性,控制了演化的方向,生物技術(shù)帶來(lái)的生命變化與自然產(chǎn)生的演化并無(wú)實(shí)質(zhì)不同。因此,人們對(duì)這一點(diǎn)并不需要過(guò)度擔(dān)憂(yōu)。當(dāng)然,她也并不認(rèn)為,科學(xué)家可以為所欲為。相反,她認(rèn)為,專(zhuān)門(mén)的監(jiān)管是必要的,科學(xué)研究也應(yīng)當(dāng)主動(dòng)接受公眾和相關(guān)部門(mén)的監(jiān)管。那些引起巨大爭(zhēng)議的事件,比如“黃金大米事件”“基因編輯嬰兒事件”正是由于試圖逃避監(jiān)管而受到公眾以及專(zhuān)家共同體的質(zhì)疑。只要基因技術(shù)能夠在嚴(yán)格監(jiān)管之下進(jìn)行,讓公眾能夠完全了解,我們完全可以讓生物技術(shù)給我們和地球上的其他生命塑造更好的未來(lái)。
即便有這么多理由,我認(rèn)為夏皮羅的觀點(diǎn)仍然過(guò)于樂(lè)觀,對(duì)公眾的想法過(guò)于簡(jiǎn)化。首先,公眾對(duì)像轉(zhuǎn)基因、基因編輯等生物技術(shù)的不信任不僅僅是由于無(wú)知帶來(lái)的簡(jiǎn)單情緒反應(yīng),而是有理智的依據(jù)??茖W(xué)家當(dāng)然可以預(yù)知到生物技術(shù)帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn),但公眾關(guān)心的是科學(xué)家預(yù)測(cè)之外的風(fēng)險(xiǎn)。事實(shí)上,公眾并不追求絕對(duì)的安全性、確定性,公眾習(xí)慣生活于未知的不確定性中。公眾擁有與他們利益高度關(guān)聯(lián)的非形式地方性知識(shí),這足以支持他們對(duì)科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)做出理智的反應(yīng)。正因如此,公眾才對(duì)科學(xué)如此確定地宣稱(chēng)預(yù)測(cè)到了并能完全控制所有不確定性表示懷疑。其次,公眾并不是簡(jiǎn)單的對(duì)生物技術(shù)及其相關(guān)的理論知識(shí)的不信任,而是對(duì)負(fù)責(zé)科學(xué)相關(guān)公共事務(wù)的機(jī)構(gòu)的行為、以往記錄和可信性的合理質(zhì)疑。今天科學(xué)不再是只存在于實(shí)驗(yàn)室之中的科學(xué)專(zhuān)家的事業(yè),更是具有潛在的商業(yè)、政治利益,甚至很多科學(xué)專(zhuān)家本身就是企業(yè)家。尤其近些年來(lái),科學(xué)商業(yè)化因在學(xué)術(shù)科學(xué)中不斷蔓延的商業(yè)化文化而急劇加速。公眾的判斷是對(duì)“被商業(yè)或其他政治利益力量‘俘獲’的可用科學(xué)的道德、理智和政治的判斷”。第三,公眾對(duì)生物技術(shù)合理的懷疑可以督促科學(xué)擔(dān)負(fù)應(yīng)該擔(dān)負(fù)的公共責(zé)任,讓科學(xué)家以及相應(yīng)的公共機(jī)構(gòu)更慎重地對(duì)待那些可能影響公眾安全和利益的技術(shù)。
不過(guò),不論一個(gè)人是否贊同夏皮羅在書(shū)中表達(dá)的對(duì)生物技術(shù)的樂(lè)觀主義,都不可否認(rèn)本書(shū)作為一本描述人類(lèi)在過(guò)去如何塑造自然,在未來(lái)可能如何塑造自然的科普書(shū)是極為出色的。任何想要了解人類(lèi)的過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái),以及最先進(jìn)的生物技術(shù),都不應(yīng)錯(cuò)過(guò)這本書(shū)。